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        油橄欖中多酚類物質(zhì)的研究進(jìn)展

        2015-12-18 22:12:51謝碧秀馬建英楊澤身朱華榮
        安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015年14期

        謝碧秀,馬建英,劉 滕,何 強(qiáng),楊澤身,朱華榮

        (1.眉山職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川眉山 620020;2.涼山州中澤新技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司,四川西昌 615000)

        油橄欖(Olea europaea L.)又名洋橄欖、齊敦果,在植物分類上屬于木犀科木犀欖屬,屬常綠喬木,原產(chǎn)小亞細(xì)亞[1],經(jīng)希臘擴(kuò)展到地中海沿岸地區(qū)栽培已有4 000年的歷史[2],在我國油橄欖主要分布在甘肅、廣東、廣西、云南、四川等省區(qū)[3]。油橄欖全身都是寶,其果實(shí)含油量可高達(dá) 40.07%[4],而橄欖油是食用植物油中少有的未經(jīng)提煉的,其含有固醇類、維生素、多酚等生物活性物質(zhì);油橄欖果榨油后產(chǎn)生的果渣及廢水富含三萜類、黃酮類、多酚類物質(zhì),油橄欖葉富含橄欖苦苷、羥基酪醇、山楂酸、黃酮等抗氧化物[3]。多酚類化合物是指分子結(jié)構(gòu)中有若干個(gè)酚性羥基的植物成分的總稱,廣泛存在于許多植物中,多酚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有較強(qiáng)的抗氧化以及清除自由基的能力。

        1 多酚的含量特點(diǎn)

        油橄欖中多酚的含量受諸多因素的影響,不同季節(jié)、樹齡、品種、植株部位以及原料預(yù)處理方式都會(huì)影響多酚的含量。

        1.1 季節(jié)對(duì)多酚含量的影響 油橄欖生長發(fā)育過程中的各種內(nèi)部生理因素是影響其葉片中多酚含量變化的重要因素,比如開花、結(jié)果、抽枝、冬眠等生理作用對(duì)其植株各部位葉片多酚含量影響極為顯著。同時(shí),光照、溫度、水分等氣象因子會(huì)影響植物的生長發(fā)育和多酚類物質(zhì)的積累。不同品種油橄欖葉片多酚含量從春季到冬季都呈逐漸減少的趨勢(shì)[2],葉片多酚含量均以2、3 月份較高,10、11 月份達(dá)到最低[5]。

        1.2 樹齡對(duì)多酚含量的影響 幼齡植株生長旺盛,合成代謝大于分解代謝,而老樹齡的剛好相反,幼齡植株的多酚含量比老樹齡的高。高彩霞等研究發(fā)現(xiàn),不同樹齡油橄欖葉中多酚含量相差較大,3年生油橄欖葉中多酚的含量高達(dá)11.30%,而20 年以上樹齡的油橄欖葉僅為 5.14%[6]。

        1.3 品種對(duì)多酚含量的影響 多酚類物質(zhì)在植物體中的合成受遺傳因素的影響,不同品種油橄欖中多酚含量差異很大。耿樹香等以云南引種的16個(gè)品種油橄欖葉樣及13個(gè)品種的果渣樣為原料,測(cè)定其中多酚物質(zhì)的含量發(fā)現(xiàn),葉樣多酚含量鄂植8號(hào)中的最低,為1.02%,城固53中最高,為8.29%;果渣樣品中多酚含量,阿斯最低,為0.64%,而萊星最高,為1.56%[7]。高彩霞對(duì)阿斯、萊星、皮削利3個(gè)品種油橄欖葉中多酚的含量進(jìn)行了比較研究,其最高含量分別為9.72% 、9.39%、7.58%[5]。

        1.4 植株部位對(duì)多酚含量的影響 多酚類物質(zhì)及其前體物質(zhì)的合成代謝頻道分布在植物不同的器官、組織、細(xì)胞或細(xì)胞內(nèi)不同的細(xì)胞器內(nèi),其合成部位和積累部位不同,因而多酚的含量在同一植株的不同器官中是有差異的。耿樹香等研究發(fā)現(xiàn),油橄欖葉樣中多酚含量平均值(4.21%)大于果渣中多酚平均含量(1.10%)[7]。這說明油橄欖中的多酚可能是由葉片合成,并輸送到果實(shí)中去的,但多數(shù)仍然存在于葉片中。

        1.5 原料預(yù)處理方式對(duì)多酚含量的影響 新鮮橄欖果榨油后,果實(shí)被破壞,其所含有的多酚與空氣接觸很快被氧化,若不立即進(jìn)行提取測(cè)定或者不立即進(jìn)行真空包裝,其含量將會(huì)產(chǎn)生差異。不同的干燥方式對(duì)多酚的含量影響也很大,多酚類化合物中有些物質(zhì)對(duì)光不穩(wěn)定,長期在太陽光下照射,易分解,從而使樣品中多酚含量下降。高彩霞等研究發(fā)現(xiàn),陰干樹葉中多酚的含量較曬干的多,20年生大樹葉,自然陰干的為5.14%,太陽曬干的為2.78%;3年生的小樹葉,自然陰干的為11.30%,太陽曬干的為 6.90%[5]。

        2 提取分離

        2.1 提取

        2.1.1 加熱回流提取?;亓魈崛》ㄊ怯靡掖嫉纫讚]發(fā)的有機(jī)溶劑提取原料成分,將浸出液加熱蒸餾,其中揮發(fā)性溶劑餾出后又被冷卻,重復(fù)流回浸出容器中浸提原料,這樣周而復(fù)始,直至有效成分回流提取完全的方法。根據(jù)多酚類化合物的極性特點(diǎn),常用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等作為溶劑,進(jìn)行提取;多酚類化合物易氧化分解,因而提取溫度不宜太高,提取時(shí)間不宜過長。饒俞等采用乙醇溶劑浸提法提取廣元地區(qū)油橄欖葉多酚物質(zhì),在料液比1∶35 g/ml,乙醇體積分?jǐn)?shù)為60%,浸提溫度55℃,浸提時(shí)間1.75 h的條件下,油橄欖葉多酚提取量為 57.22 mg/g[8]。

        2.1.2 微波輔助提取。由于微波加熱是高頻電磁波穿透萃取介質(zhì)到達(dá)物料內(nèi)部使其溫度迅速上升導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)部壓力超過細(xì)胞壁膨脹所能承受的壓力,結(jié)果細(xì)胞破碎,使細(xì)胞液溢出并擴(kuò)散至溶劑中,從而加快了萃取速率,微波輔助提取方法具有穿透力和選擇性強(qiáng)、加熱效率高、操作方法簡單、清潔高效等優(yōu)點(diǎn)[9]。耿樹香等采用微波輔助法提取了油橄欖葉樣及果渣樣中多酚物質(zhì)[7];孔維寶等也利用微波輔助技術(shù)提取油橄欖果渣,多酚含量可達(dá)1.02%,得率比常規(guī)溶劑提取方法提高18% ~38%[10]。

        2.1.3 超聲波提取。超聲波提取是利用超聲產(chǎn)生的強(qiáng)烈振動(dòng)和空化效應(yīng),加速植物細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散并溶解到溶液中,從而達(dá)到分離的目的,具有提取效率高、提取時(shí)間短、提取溫度低、適應(yīng)性廣、提取液雜質(zhì)少、提取工藝運(yùn)行成本低、操作簡單易行、綜合效益顯著等優(yōu)點(diǎn)。夏俊雅等使用甲醇為溶劑,采用超聲波法提取油橄欖葉中多酚的最佳條件為:溫度30℃,超聲功率125 W,料液比1∶125 g/ml,提取時(shí)間1 h,粉末連續(xù)提取2 次[11]。

        2.2 分離

        2.2.1 柱層析法。多酚類物質(zhì)溶于水、醇等溶劑中,在測(cè)定時(shí)很難用溶劑提取等一般分離方法使其與粗提液中水溶性雜質(zhì)分開。大孔樹脂吸附特別適合水溶性化合物純化分離。該法具有吸附容量大、選擇性好、易于解吸、機(jī)械強(qiáng)度高、再生處理簡單、操作簡單、得率恒定、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、成本低等特點(diǎn),且吸附法僅用少量溶媒洗脫樹脂就能達(dá)到濃縮目的,但耗用時(shí)間長,吸附樹脂清洗困難[12]。高彩霞等用D101大孔樹脂吸附多酚類物質(zhì),精制后的提取物中多酚含量達(dá)87.3%[6]。

        2.2.2 反相中壓制備液相色譜法。液相色譜法是基于混合物中各組分對(duì)兩相親和力的差別,從而達(dá)到分離的目的。反相色譜法是以表面非極性載體為固定相,以比固定相極性強(qiáng)的溶劑為流動(dòng)相的一種液相色譜分離模式,其固定相大多是硅膠表面鍵合疏水基團(tuán),基于樣品中的不同組分和疏水基團(tuán)之間疏水作用的不同而分離。反相液相色譜柱效高、分離能力強(qiáng)、保留機(jī)理清楚,是液相色譜分離模式中使用最為廣泛的一種。夏俊雅等采用反相中壓制備液相色譜技術(shù)從油橄欖葉中分離多酚類物質(zhì),通過DAC-HB動(dòng)態(tài)軸向壓縮柱進(jìn)行第一次分離,共得到8個(gè)組分。在此基礎(chǔ)上,對(duì)第1次制備得到的組分進(jìn)行第2次制備,共分離純化得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高的5 種多酚類物質(zhì)[13]。

        2.3 含量測(cè)定 測(cè)定多酚含量的方法主要有Folin-Ciocalteu法、酒石酸鐵法、紫外分光光度法等。

        2.3.1 Folin-Ciocalteu 法。Folin-Ciocalteu比色法是 Folin-Denis法的改進(jìn)方法,F(xiàn)olin-Ciocalteu試劑中的鎢鉬酸可以將多酚類化合物定量氧化,自身被還原(使W6+變?yōu)閃5+)生成藍(lán)色的化合物,顏色的深淺跟多酚含量成正相關(guān),因此可以通過在765 nm處測(cè)定吸光值來對(duì)多酚進(jìn)行定量[14]。該法測(cè)得的除了多酚類物質(zhì),也包括含有酚羥基基團(tuán)的物質(zhì)及具有還原能力的抗壞血酸[15-16]。

        2.3.2 酒石酸鐵法。酒石酸鐵法是測(cè)多酚類物質(zhì)的總含量,是利用Fe2+與多酚類物質(zhì)絡(luò)合形成藍(lán)色物質(zhì),在540 nm波長處有最大吸收峰[16-17],但因該法測(cè)得的僅是多酚類物質(zhì),且不同多酚類化合物對(duì)酒石酸鐵呈色能力不同,因而測(cè)得多酚的含量低于 Folin-Ciocalteu 比色法[18,16]。

        2.3.3 紫外分光光度法。紫外分光光度法是根據(jù)酚類物質(zhì)在紫外區(qū)有吸收光譜的原理,直接通過光譜掃描測(cè)定多酚含量[19,16]。其中,紫外分光光度法測(cè)定的不僅是所有酚類物質(zhì)的含量,還包括帶有酚羥基基團(tuán)的物質(zhì)[20,16]。

        2.3.4 高效液相色譜法。夏俊雅等建立了HPLC法同時(shí)測(cè)定油橄欖葉抗糖尿病有效部位中的5種多酚類化合物含量:脫咖啡?;锾擒?.426 1 mg/g、木犀草素-7-O-β-D-葡萄糖苷 1.633 mg/g、6″-O-β-D-吡喃葡萄糖 - 橄欖苦苷 0.809 3 mg/g、裂環(huán)馬錢子苷 3.847 mg/g、橄欖苦苷 48.94 mg/g[11]。

        3 分析鑒定

        3.1 核磁共振法 核磁共振波譜法是研究處于強(qiáng)磁場(chǎng)中的原子核對(duì)射頻輻射吸收后引起核自旋能級(jí)的躍遷所產(chǎn)生的波譜,從而獲得有關(guān)化合物分子結(jié)構(gòu)信息的分析方法。王曉飛等采用核磁共振分別對(duì)從油橄欖葉醋酸乙酯部位中分離得到的15個(gè)多酚類化合物進(jìn)行鑒定,分別為酪醇、羥基酪醇、羥基酪醇乙酰酯、1H-2-苯并吡喃-6,7-二醇、3,4-二羥基苯甲酸、3-羥基-4-甲氧基苯甲酸、異鼠李素、圣草酚、花旗松素、槲皮素、木犀草素、女貞苷、橄欖苦苷、芹菜素-7-O-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷[21]。

        夏雅俊等采用核磁共振法對(duì)通過中壓制備色譜法從油橄欖葉中分離出的5個(gè)組分進(jìn)行鑒定,均為多酚類化合物[13]。

        3.2 質(zhì)譜法 質(zhì)譜法即用電場(chǎng)和磁場(chǎng)將運(yùn)動(dòng)的離子(帶電荷的原子、分子或分子碎片,有分子離子、同位素離子、碎片離子、重排離子、多電荷離子、亞穩(wěn)離子、負(fù)離子和離子-分子相互作用產(chǎn)生的離子)按它們的質(zhì)荷比分離后進(jìn)行檢測(cè)的方法。王百川等建立了國產(chǎn)油橄欖葉中酚類化合物的超高壓液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜(UPLC/Q-TOF-MS)定性分析方法,采用該方法得到了國產(chǎn)油橄欖葉提取物的紫外檢測(cè)的色譜圖、負(fù)離子監(jiān)測(cè)的總離子流圖以及一級(jí)質(zhì)譜圖,成功鑒定了國產(chǎn)油橄欖葉中的15種酚類化學(xué)成分[22]。

        4 生物活性

        油橄欖多酚物質(zhì)作為一類氧化還原電位很低的還原劑,具有很強(qiáng)供氫能力,H+與羥基自由基結(jié)合,能使之還原為惰性化合物或較穩(wěn)定的自由基,從而清除人體內(nèi)過多的有害自由基,在人體中可通過抑制低密度脂蛋白的氧化有助于防止冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生[7,23]。王昱等研究發(fā)現(xiàn),油橄欖葉提取物能對(duì)海洛因造成的肺損害起到保護(hù)作用[24],對(duì)鉛中毒小鼠有一定的療效,能減輕鉛中毒引起的海馬脂質(zhì)過氧化損傷[25],能影響肌肉組織 DNA 甲基化水平[26]、視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)[27]、脾臟和胸腺細(xì)胞周期進(jìn)程[28-29]、抗氧化能力,阻止鉛對(duì)肌肉、視網(wǎng)膜、脾臟和胸腺的毒害作用,能改善染鉛小鼠的腎功能[30]。

        5 前景與展望

        我國甘肅隴南、四川廣元和西昌大力推廣油橄欖種植,但缺乏除橄欖油外其他產(chǎn)品的深加工,油橄欖葉及榨油所產(chǎn)生的果渣和廢液不僅沒有得到充分利用,還造成了環(huán)境污染。因此研究適于工業(yè)化提取純化油橄欖多酚類物質(zhì)的方法,最大限度地發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì),開發(fā)以油橄欖多酚為主要原料的產(chǎn)品,對(duì)于滿足市場(chǎng)需求,提高油橄欖的深加工水平,創(chuàng)造極為顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益具有深遠(yuǎn)意義。

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